5-я международная научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 29 мая-1 июня 2007 г., Подольск, Россия ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС» «Задачи. - презентация

1 5-я международная научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» 29 мая-1 июня 2007 г., Подольск, Россия ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС» «Задачи расчетно-экспериментального обоснования СПОТ ЗО для АЭС нового поколения» А.М. Бахметьев, М.А. Большухин, В.А. Бабин, А.М. Хизбуллин, О.В. Макаров ФГУП ОКБМ С.Е. Семашко, В.Г. Сидоров, И.М. Ивков, С.Б. Алексеев ФГУП «СПбАЭП»

2 Оснащение АЭС нового поколения системами управления ЗПА, основанными на пассивных принципах действия является одним из наиболее перспективных направлений совершенствования безопасности атомных станций СПОТ ЗО АЭС 2006 ССАД ЗО РУ ВБЭР 300 ССАД ЗО РУ КЛТ 40С

3 В ряду актуальных задач для проекта АЭС 2006 на площадке ЛАЭС-2 стоит задача расчетно-экспериментального обоснования эффективности работы системы пассивного отвода тепла из защитной оболочки (СПОТ ЗО). Назначение системы - обеспечение отвода тепла из защитной оболочки при запроектных авариях с потерей теплоносителя первого контура и отказе активных систем безопасности. Основная функция данной системы - обеспечение непревышения максимального проектного давления под ЗО с целью сохранения целостности последнего барьера безопасности. Особенность системы - ее непрерывная готовность к работе и отсутствие обеспечивающих систем. Работа системы осуществляется при естественной циркуляции теплоносителей.

4 Обоснование необходимости расчетно-экспериментальных работ Выбор основных конструктивных параметров СПОТ ЗО в проекте АЭС 2006 на площадке ЛАЭС-2 осуществляется с привлечением результатов расчетно-экспериментальных исследований аналогичной системы СОТ ЗО РУ ВВЭР-640 Выполненные ранее расчетные и экспериментальные исследования СОТ ЗО ВВЭР 640, показали наличие проблемных вопросов, которые могут влиять на надежность работы СПОТ ЗО при выполнении ею своих функций. Вместе с тем, по сравнению с аналогичными пассивными системами проекта ВВЭР-640, для проекта ЛАЭС-2 изменяется: - геометрия и высотные отметки расположения элементов СПОТ ЗО; - конструкции теплообменника СПОТ ЗО и БАОТ; - мощность реакторной установки. Учитывая важность системы для обеспечения локализующих свойств ЗО, необходимо выполнить комплекс расчетно-экспериментальных работ по выбору основных параметров системы и экспериментальному обоснованию эффективности и работоспособности контура охлаждения СПОТ ЗО для ЛАЭС-2. Комплекс расчетных исследований по выбору основных характеристик СПОТ ЗО ЛАЭС 2 с использованием различных теплогидравлических кодов (КУПОЛ М, RELAP5/MOD3.2 и др.) позволил определить геометрические характеристики контура охлаждения СПОТ ЗО, объемы БАОТ, величину теплопередающей поверхности, интенсивность теплопередачи от защитной оболочки и т.д.

5 Основные технические характеристики СПОТ ЗО ЛАЭС 2 Количество каналов 4 Производительность одного канала 33 % Количество теплообменников конденсаторов в канале 4 Поверхность теплообмена в канале, не менее 300 м 2 Объем запаса воды БАОТ в канале 538 т Мощность канала, МВт МВт

6 ТЕПЛООБМЕННИК-КОНДЕНСАТОР СПОТ ЗО Поверхность теплообмена - 75м 2 Диаметр теплообменной трубы 38х3 Количество теплообменных труб 132 Диаметр подводящего трубопровода 159х6 Диаметр отводящего трубопровода 220х7 Габаритные размеры конденсатора 6.3х0.77х5.0 м Масса теплообменника-конденсатора 3.0 т

7 Целью проведения экспериментальных исследований являются: - экспериментальное подтверждение эффективности теплоотвода пассивной системой СПОТ ЗО; - исследование влияния гидродинамической неустойчивости потока в контуре охлаждения на работоспособность системы; - исследование влияния повторной заливки бака СПОТ водой на работоспособность системы; - исследование влияния состава парогазовой смеси ЗО на эффективность работы СПОТ ЗО; - определение оптимальных условий транспорта пароводяной смеси до выхода ее в бак СПОТ, исключающих конденсационные гидроудары и повышенный уровень вибрации; - верификация интегральных расчетных кодов. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД СПОТ ЗО В ОКБМ

8 ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТЕНДА НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ ОКБМ

9 Схема стенда СПОТ ЗО Состав стенда: два электропарогенератора сепараторы влажного пара емкость - модель защитной оболочки конденсатосборник теплообменник - доохладитель контур охлаждения бак с запасом воды холодильник бака система управления стендом и информационно- измерительная система (ИИС) система подпитки и дренажа системы электроснабжения строительные конструкции стенда СПОТ ЗО

10 МОДЕЛЬ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ПЕТЛИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА Холодильник бака Емкость с моделью конденсатора Натурная модель конденсатора

11 Схема подачи пара в емкость – модель ЗО

12 Схема размещения термопреобразователей вблизи трубной системы теплообменника-конденсатора

13 Варианты пароприемного устройства

14 Перечень экспериментальных режимов На стенде предполагается проведение испытаний следующих режимов: режимы с различной мощностью электропарогенератора - позволят оценить эффективность и работоспособность контура охлаждения в условиях расчетных, повышенных и пониженных тепловых нагрузок. режимы поддержания заданного давления в емкости - проводятся с целью имитации штатных условий СПОТ ЗО режимы с повышенной концентрации неконденсирующихся газов и на чистом паре - позволят получить зависимость конденсационной мощности теплообменника- конденсатора при различных газосодержаниях в контуре (испытания на чистом паре проводятся после предварительной сдувки воздуха из емкости). режим повторной подпитки баков водой - позволит обосновать работоспособность конструкции теплообменника конденсатора и работу контура охлаждения после подачи холодной воды на осушенные участки контура охлаждения отработка пароприемных устройств - при различной мощности контура выполняется с целью выбора оптимальной конструкции, минимизирующей образование конденсационных гидроударов в баке при смешении пара с холодной водой

15 Результаты расчетного анализа стенда СПОТ ЗО (интегральный код «Купол-Раснар») Нодализационная схема емкости- модели ЗО Купол-М Нодализационная схема контура охлаждения Раснар-2

16 Давление в емкости – модели ЗО (мощность электропарогенератора 1500кВт)

17 Расход теплоносителя по контуру охлаждения

18 Температура парогазовой смеси в емкости – модели ЗО

19 Температура на участках контура охлаждения

20 Результаты расчетного анализа стенда СПОТ ЗО (интегральный код «Relap Mod 3.3») Нодализационная схема контура охлаждения

21 Сравнительные результаты расчетов СПОТ ЗО по расчетным кодам Купол-Раснар, Relap Mod 3.3 Расход теплоносителя контура охлаждения, неустойчивый режим (Relap Mod 3.3) Расход теплоносителя контура охлаждения, неустойчивый режим (Купол Раснар)